12º Sinageo - Comparativo entre metodologias de avaliação da fragilidade ambiental com base em técnicas de geoprocessamento aplicadas ao Parque Estadual da Pedra Branca (Município do Rio de Janeiro)

Autores

Marques Filho, J.P. (UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO) ; Costa, V.C. (UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO)

Resumo

A Fragilidade Ambiental é o resultado da interação entre o meio natural e o fator antrópico que elaboraram o método de mapeamento baseado na metodologia da dinâmica dos ecótopos, ou, ecodinâmica entre o ecossistema e as biocenoses. A partir desses conceitos, o presente trabalho visa utilizar duas metodologias com base em Geoprocessamento e compará-las, com intuito de compreender o modelo mais representativo para o Parque Estadual da Pedra Branca, localizada na zona oeste do município do Rio de Janeiro. Como resultado, o método de Ross (1994) demonstrou menores percentuais de áreas de fragilidade alta, portanto com maiores graus de fragilidade nas bordas do Parque e na parte central graus que variaram de média a baixa fragilidade (maior presença de conservação e regeneração natural). No método de Crepani et al (1996), foram identificadas áreas de fragilidade alta próximas ao limite do Parque, onde ocorrem maiores impactos antrópicos (agricultura, pecuária e construções residenciais).

Palavras chaves

Fragilidade Ambiental; Geoprocessamento; Unidade de Conservação

Introdução

Atualmente existe uma série de métodos avaliativos, utilizando Sistemas de Informação Geográfica, para identificar áreas de Fragilidade Ambiental. A Fragilidade Ambiental é o resultado da interação entre o meio natural e o fator antrópico e baseia-se nos estudos de Ross (1994) e Crepani et al. (1996) que elaboraram o método de mapeamento baseado em Tricart (1977) e sua metodologia da dinâmica dos ecótopos, ou, ecodinâmica entre o ecossistema e as biocenoses, ou seja, a relação entre os seres que habitam uma mesma área. Ross (1994) considera a fragilidade potencial natural, podendo ser estável, ou seja, quando os elementos da paisagem apenas são considerados, sem a intervenção antrópica, ou podendo ser considerada instável, quando esta apresenta a intervenção do fator humano. Podemos considerar esta divisão através da lógica geossistêmicas, portanto agregando fatores geológicos, geomorfológicos, pedológicos e climáticos, e aliando todos esses fatores à mudança do uso e cobertura da terra impactando diretamente nestes elementos. Crepani et al. (1996) assim como Ross (1994) abordam em suas metodologias a relação entre o meio físico e o meio antrópico, nos quais ambos os métodos, a relação é baseada entre a morfogênese e pedogênese e na compreensão sobre as áreas mais instáveis ou estáveis, através do uso de uma tabela sobre o uso e ocupação do solo, onde os valores referentes a pedogênese encontrariam áreas de cunho mais estáveis (equilíbrio entre a pedogênese e a morfogênese) e a fragilidade seria considerada intermediária quando esta estivesse propensa tanto a estabilidade quanto a instabilidade. Quando prevalecesse a morfogênese a fragilidade das unidades de paisagem natural seriam maiores. A compreensão da fragilidade ambiental torna-se importantes na perspectiva da utilização das técnicas de geoprocessamento para a representação da interatividade entre estes elementos. No caso das unidades de conservação, as análises da paisagem a partir do uso das geotecnologias são de suma importância para o apoio à tomada de decisão no planejamento das áreas potenciais e os cenários ambientais gerados por parte de seus gestores. Câmara et al. (2001) compreende como umas das principais funções dos sistemas de informações geográficas a integração da base de dados espaciais, provenientes de dados cartográficos, dados de censo e cadastro urbano e rural, imagens de satélite, redes e modelos numéricos de terrenos, além de combinar as diversas informações para gerar mapeamentos oriundos de modelagem geográfica. O objetivo deste trabalho é realizar uma comparação de métodos de fragilidade ambiental, para verificar como a metodologia de Ross (1994) e Crepani et al (1996) consegue avaliar, com eficácia, os diversos graus de fragilidade porque passa o ambiente natural do Parque Estadual da Pedra Branca, unidade de conservação de proteção integral localizada na zona oeste do município do Rio de Janeiro e, assim, contribuir para o seu efetivo manejo. Com base nesses conceitos, o presente trabalho utilizou a modelagem geográfica da álgebra de mapas utilizando SIG e compará-las, na intenção de compreender o modelo mais representativo do fenômeno geográfico em análise. O Parque Estadual da Pedra Branca (PEPB) é uma importante unidade de conservação de proteção integral para a cidade do Rio de Janeiro, principalmente por se encontrar sobre pressão antrópica acelerada em seu entorno (uma das maiores unidades de conservação urbanas do mundo) e abrange 17 bairros da zona oeste. Segundo o plano de manejo do PEPB (2013), o parque foi criado de acordo com a lei estadual nº 2.344 no dia 28 de junho de 1974 e abrange uma área de 12.344 hectares, sendo sua delimitação a partir da cota de 100 m e alcançando o seu ponto culminante em 1.024 m. O parque ocupa, segundo a Secretária do Meio Ambiente (2009), cerca de 10% da cidade do Rio de Janeiro.

Material e métodos

Os materiais básicos utilizados na elaboração do trabalho foram: bases vetoriais de 1:25.000 do Estado do Rio de Janeiro (IBGE, 2016), sendo recortado o limite do PEPB; o mapa geológico da DRM-RJ (1982), na escala de 1:50.000; o mapa pedológico da EMBRAPA (1980), na escala de 1:50.000; o mapa de uso e cobertura da terra, na escala de 1.10.000 (Data Rio, 2015) e os dados pluviométricos de estações do Sistema Alerta Rio da Prefeitura do Município do Rio de Janeiro (2015). Foram considerados os estudos de Ross (1994), Crepani et al (1996), Spörl e Ross (2004), Costa (2006), Costa et al (2009), Conceição (2010) e Ribeiro (2013), que demostraram ser essenciais na elaboração do mapeamento de fragilidade ambiental a ótica do conhecimento geossistêmico. Foram utilizadas imagens de média e alta resolução espacial, Sentinel 2A e Google Earth EC, no intuito de compatibilizar os resultados obtidos na modelagem com a realidade virtual e validação das classes do uso e ocupação obtidos no mapeamento, substituindo a necessidade de muitos trabalhos de campo na área em estudo, diminuindo os custos do projeto. A base digital topográfica e hidrográfica foram corrigidas através do ArcGIS Desktop 10.4, utilizando a ferramenta Topology. Foi construído também o Geodatabase para a adequação, facilidade no armazenamento e análise dos planos de informação. Além disso, foram estabelecidas regras topológicas dos dados vetoriais.Para a geração do MDE-HC (Modelo Digital de Elevação com Consistência Hidrológica) foi utilizado o interpolador Topo to Raster que, segundo Hutchinson (2009, apud Carmo, 2014), este método é projetado especificamente para proporcionar análises que subsidiarão a melhor gestão dos recursos hídricos. A metodologia de Hengl (2006) também foi utilizada para a definição da escala mais adequada a representação do modelo, considerando a escala cartográfica e a complexidade do terreno. A interpolação dos dados é feita utilizando a soma ponderada dos quadrados dosresíduos a partir dos dados de elevação da superfície representada pela grade amostral. Posteriormente serviu de base para a elaboração do mapa de declividade. Todas as bases foram rasterizadas com pixel referente a menor escala, sendo este encontrando-se na resolução espacial de 10 m. Os dados pluviométricos foram tratados, com o interpolador IDW, criando-se o mapa de intensidade pluviométrica. As outras bases condicionantes, as quais encontravam-se no formato vetorial, foram transformadas em formato raster através da ferramenta de conversão Raster to Layer, e, posteriormente, foram reclassificados de acordo com os pesos estabelecidos nos trabalhos de Ross (1994) e Crepani et al. (1996), adaptada por Spörl e Ross (2004). Para os mapas analíticos finais de Fragilidade Ambiental, segundo Ross (op. cit.) e Crepani et al (op. cit.), foi utilizado o método de análise hierárquica multicriterial dos pesos da AHP – Analytic Hierarchy Process (Thomas Saaty, 1980), através da ferramenta extAHP 2.0 utilizada no ArcGIS. Segundo Moreira (2001) a AHP é uma teoria matemática que permite não somente organizar como também avaliar a importância relativa entre os critérios e medir os julgamentos. A partir do uso da ferramenta Reclassify, foi elaborada a relação de importâncias entre os critérios selecionados. No caso do cálculo da média ponderada, esta foi realizada utilizando-se a ferramenta Raster Calculator. Segundo Moreira (2001), o método de média ponderada utilizado por Crepani et al (op. cit.) é uma teoria matemática na qual cada plano de informação e suas respectivas classes são ponderados de acordo com a importância relativa para hipótese, considerada no modelo prospectivo adotado. No entanto, segundo Spörl e Ross (2004) esta técnica apresenta uma desvantagem que é a igual ponderação obtida através da média aritmética que resulta em valores médios que podem atenuar o resultado do grau de fragilidade.

Resultado e discussão

O método de mapeamento da fragilidade ambiental segundo Ross (1994) apresentou menor impacto do fator antrópico do parque, este resultado é evidente quando consideramos as Figuras 1 e 2, onde observa-se as áreas centrais do PEPB com maior distribuição de baixa fragilidade do que o apresentado no método de Crepani et al (op. cit). Esse resultado do mapeamento de Ross (op. cit.) demonstra a ocorrência nessas áreas de maior preservação da vegetação em estágio sucessional elevado, sob maior fiscalização do órgão gestor (INEA) por ter sido estabelecida como zona intangível no Plano de Manejo. Estas áreas também se apresentam terrenos com alta declividade (relevo escarpado), dificultando a ocupação antrópica. Além disso, a área, segundo o mapa pedológico da EMBRAPA (1980), apresenta Latossolo, que segundo Ross (1994) e Crepani et al (1996), possibilita menor influência à ocorrência de erosão e, portanto, baixa fragilidade. Mesmo utilizando-se de condicionantes iguais para ambos os métodos, o mapeamento resultante do método de Crepani et al (op. cit.) apresentou resultados analíticos diferenciados (figuras 3 e 4). Houve a ocorrência de níveis de fragilidade ambiental maiores nas áreas centrais do Parque. O método de Crepani et al (1996) demonstrou ser eficaz na modelagem por SIG, pois considera a fragilidade do meio físico no PEPB com maior importância na atuação do fator antrópico no entorno ou disseminada por várias áreas do parque (alta fragilidade). De acordo com os resultados dos mapeamentos elaborados, tais técnicas podem ser utilizadas para considerar pontos específicos de graus de fragilidade, ajudando a identificar áreas mais susceptibilidades a movimentos de massa, por exemplo, ou ainda para a realização de estudos ecoturísticos, como as limitações no uso público de trilhas e atrativos do Parque.

Figura 1

Resultado Fragilidade Ambiental, segundo Ross (1994).

Figura 2

Gráfico de percentual das áreas do PEPB, segundo Ross (1994).

Figura 3

Resultado Fragilidade Ambiental, segundo Crepani et al (1996).

Figura 4

Gráfico de percentual das áreas do PEPB, segundo Crepani et al (1996).

Considerações Finais

Analisando os resultados das duas metodologias e com base na sobreposição das imagens do sensor remoto Sentinel 2A (de resolução espacial de 10 m) e Google Earth EC, pode-se verificar uma superestimação do método de Crepani et al (1996) em algumas áreas, nas quais suas variáveis de fragilidade alta se destacaram, principalmente nas bordas onde ocorrem maior uso e ocupação (fatores de impactos antrópicos – agricultura, pecuária e construções residenciais). Entretanto, tal resultado não invalidou a metodologia que possui maior aplicação de intervenções pontuais que visem a proteção e conservação dos recursos naturais pelos gestores do PEPB. Quanto ao método de Ross (1994), este demonstrou menores percentuais de áreas de fragilidade alta, portanto com maiores graus de fragilidade nas bordas do Parque (em função da pressão antrópica – possível efeito de borda), pois na parte central do PEPB o grau foi de média a baixa fragilidade (maior presença de conservação e regeneração natural), justamente pelo método considerar a importância de cada informação geográfica na modelagem, principalmente de fatores biossistêmicos. No entanto, nota-se que tais métodos são relevantes para diferentes objetivos de análises espaciais, exemplificando, mapeamentos de risco ambiental, vulnerabilidades socioeconômicas, potencialidades ecoturísticas, entre outros. Vale ressaltar que tais mapeamentos serão incluídos na Infraestrutura Nacional de Dados Espaciais – INDE (convênio LAGEPRO/UERJ-IBGE).

Agradecimentos

Agradecimento à agência de fomento CNPq pela concessão de bolsa de iniciação científica (IC-PIBIC-UERJ) no curso de Graduação em Geografia.

Referências

CONCEICAO, R. S.; COSTA, N. M. C. da; COSTA, V. C. da. A importância da evolução do uso do solo como geoindicador para o planejamento do ecoturismo em unidades de conservação – aplicação no Parque Estadual da Pedra Branca (RJ). Revista Brasileira de Ecoturismo, v. 3, p. 4, 2010. COSTA, N. M. C. da. Análise Ambiental do Parque Estadual da Pedra Branca, por Geoprocessamento: Uma Contribuição ao seu Plano de Manejo. Tese de Doutorado – Programa de Pós-Graduação em Geografia (PPGG), Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro. v. 1, 317 p., 2002. COSTA, N. M. C. da; COSTA, V. C. da; SILVA, R. Fragilidade Ecoturística em áreas de atrativos no Parque Estadual da Pedra Branca (RJ). Geo UERJ, v. 2, p. 19, 2009. COSTA, V. C. da. Propostas de Manejo e Planejamento Ambiental de Trilhas Ecoturísticas: Um estudo no Maciço da Pedra Branca – Município do Rio de Janeiro (RJ). Tese de Doutorado, Programa de Pós-Graduação em Geografia – PPGG, Universidade Federal do Rio de Janeiro, UFRJ, Rio de Janeiro. v. 1, 325 p., 2006. CREPANI, E.; MEDEIROS, J. S.; AZEVEDO, L.G.; HERNANDEZ Filho, P.; FLORENZANO, T.G.; Duarte, V. Curso de Sensoriamento Remoto Aplicados ao Zoneamento Ecológico-Econômico [CD-ROM]. In: Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto, 8 Salvador, 1996. Anais. São Paulo: Image Multimídia, 1996. Seção de Comunicações Técnico-Científica. MOREIRA, F. R.; CÂMARA, G.; FILHO, R. A. Técnicas de Suporte a Decisão para Modelagem Geográfica por Álgebra de Mapas. Relatório técnico, 2001. Disponível em http://www.dpi.inpe.br/geopro/modelagem/relatorio_suporte_decisao.pdf, acesso em 15 de outubro de 2017. RIBEIRO, M. F. Análise Ambiental aplicada à Definição da Zona de Amortecimento no Parque Estadual da Pedra Branca (Município do Rio de Janeiro, RJ) com base em Geoprocessamento. Tese de Doutourado, Programa de Planejamento Energético – PPE (COPPE), Universidade Federal do Rio de Janeiro, UFRJ, Rio de Janeiro. v. 1, 407 p., 2013. ROSS, J. L. S. Análise Empírica da Fragilidade dos Ambientes Naturais e Antropizados. Revista do Departamento de Geografia (USP), São Paulo, v. 08, 1994. SPÖRL, C.; ROSS, J. L. S. Análise comparativa da fragilidade ambiental com aplicação de três modelos. GEOUSP - Espaço e Tempo, n. 15, p. 39-49, 2004. TRICART, J. Ecodinâmica. IBGE, Rio de Janeiro, 1977, 91p.